CN104976517A - 一种码头供水管网在线监管方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码头供水管网在线监管方法，包括：对标准压力要求为KP的管网设定参数：管网压力偏差限值r、压差限值mr、爆管压力设定值br、渗漏压差临界值sr。然后执行以下步骤：对管网建立模型，并对各监测点和管道进行编码，其中两相邻监测点的编码定义出一段管道的编码；调取某时刻各监测点的实时压力值；调取一管道编码以及定义出该管道编码的两个相邻监测点的压力值，并计算两点压差，将该两点的压力值以及压差与上述参数进行一系列的比较，以判断该段管道是否出现爆管或渗漏的情况。本发明能够及时判断并定位出管道渗漏/爆管等，快速反馈到维护团队，降低了运营成本。

Description

一种码头供水管网在线监管方法

技术领域

本发明涉及码头供水管网的在线监管方法，尤其涉及一种与数据采集系统配合使用，通过对数据采集系统采集到的供水管网实时数据进行分析，对供水管道的爆裂和损耗渗漏进行智能监管的方法。

背景技术

码头用水包括生产用水，一旦供水管网发生渗漏、爆裂将影响码头作业，例如车辆冲洗、船舶补水等。码头的工作流程严密，作业工时价值非常高，一个环节出现故障而影响作业工时，损失是非常大的。码头的供水管网一般都是大管径、高密度，其供水管网的损耗相比民用来说更高(一般高出5～8％)，宝贵的水资源因为管网渗漏浪费了。

针对管道爆裂的情况，目前码头工程团队并无任何管理措施，出现管道爆裂时码头作业部门无法作业才通知工程团队，工程团队再派工程师巡管寻找爆裂点，然后进行维修。其信息周转和巡管的时间较长，浪费了码头的作业工时。

针对管网渗漏情况，目前码头普遍安装用水计量系统，每月定时派遣人员巡逻抄表，然后根据抄表的数据计算管网的损耗，以此来判断管网的渗漏情况。这种方式不仅浪费码头工程部宝贵的工时，而且因为管网均埋在地下，管网复杂等情况，很难定位渗漏的位置，导致管网维护工作很难安排。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种码头供水管网在线监管方法及系统，对供水管网的动态数据进行实时分析，以提供给工程维护团队准确的渗漏/爆裂信息以及渗漏/爆裂位置的准确定位。

本发明为解决上述技术问题所提供的技术方案如下：

一种码头供水管网在线监管方法，包括：

S1、对供水管网以及部署于供水管网中的压力监测点建立监管模型，并赋予所述监管模型中的每个监测点一个监测点编码，且由每两个相邻监测点的所述监测点编码定义该两个相邻监测点之间的管道的管道编码；

S2、获取一预定时刻所有监测点的实时压力值；

S3、从步骤S2获取的多个实时压力值中调取第i个管道编码[a][b]以及定义出该管道编码[a][b]的两个相邻监测点a、b的压力值P_a、P_b，并执行步骤S4；其中，在编码为[a][b]的管道中，水流向为由监测点a流向监测点b，其中i的初始值为1；

S4、判断P_a、P_b是否满足以下条件：KP-r≤P_a≤KP+r且KP-r≤P_b≤KP+r且|P_a-P_b|≤mr，若是，生成第一类提示以表明编码为[a][b]的管道正常，并执行步骤S7；若否，执行步骤S5；其中：KP为管网标准供水压力、r为预先设定的管网压力偏差限值、mr为预先设定的压差限值；

S5、判断P_a是否大于br且P_b是否为0，若是，生成第二类提示以表明编码为[a][b]的管道有爆裂，并执行步骤S7；若否，执行步骤S6；其中：br为预先设定的爆管压力设定值；

S6、判断P_a、P_b是否满足条件|P_a-P_b|≥sr，若是，生成第三类提示以表明编码为[a][b]的管道渗漏严重，并执行步骤S7；若否，生成第四类提示以表示编码为[a][b]的管道压力异常并提示用户检查泵送系统，并执行步骤S7；其中：sr为预先设定的渗漏压差临界值；

S7、判断当前i值是否等于n，若否，i＝i+1并返回步骤S3；若是，执行步骤S2以获取另一时刻所有监测点的实时压力值；

其中，br、mr、sr均为正值，n为管道编码总个数。

采用上述技术方案对码头供水管网进行在线监管，至少具有以下优点：

1)在硬件上，无需对现有管网进行大规模的工程，只依赖于管网中所部署的压力传感器，与数据采集系统配合，从数据采集系统获取各压力传感器所监测到的实时压力数据即可；

2)事先根据各管网的实际设计情况例如工程要求的管网标准压力、管径等，设定参数“管网压力偏差限值r、压差限值mr、爆管压力设定值br、渗漏压差临界值sr”，然后：通过建立监管模型，并给监测点进行编码，尤其是以相邻两监测点的编码定义出该两点之间的管道编码，从而通过各监测点的实时压力值并结合相邻两点的实时压差，与事先设定的该管网的上述参数进行比较和判断，即可得出某段管道是属于正常、渗漏还是爆管，抑或是管道压力异常而需检查泵送系统的情况。建立起具有巧妙的监测点编码和管道编码的监管模型，结合数据采集系统的实时压力数据，即可以简单的数据处理而判断出管网的实时情况，并且从监管模型中准确定位出渗漏位置/爆管位置，以及时提供给维修团队，能够及时进行维修，避免了水资源的浪费，并且大大降低管道异常对码头作业造成的影响，减低运营成本。

附图说明

图1是码头供水管网的计算机监管模型的部分示意图；

图2是码头供水管网在线监管方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的具体实施方式提供了对码头供水管网(以下简称管网)进行在线监管的方法，首先针对管网的实际设计情况来设定该管网的以下参数：管网压力偏差限值r、压差限值mr、爆管压力设定值br、渗漏压差临界值sr，用于后续判断，其中各参数都是正值。

其次，对管网建立计算机的监管模型，码头的供水管网都是树形结构，参考图1(监管模型的部分示意图)，图中圆圈代表管网中的监测点，监测点之间的线条即代表管道，例如图1，自来水公司的总管道进入管网后，层层拆分，形成树形的管网，依此建立起所述监管模型，并对监管模型中的每个监测点进行编码，例如，自来水公司进来的管道上的监测点编码为A，下层的两个监测点分别编码为B、C，再下层的六个监测点分别编码为D、E、F、H、M、N，构成一个监测点编码数组{A，B，C，D，E，F，H，M，N，……}，数组中每个元素对应管网中的一个监测点，相邻两个监测点之间的管道的管道编码由该两个监测点的编码定义出，例如：监测点A、B之间的管道的管道编码即为[A][B]，监测点A、C之间的管道的管道编码即为[A][C]，……，依此进行管道编码，从而形成一个管道编码数组{[A][B]，[B][D]，……，[A][C]，……}。应当说明，管道编码需要区分前点和后点，所述前点和后点定义为：在一段管道中，水流先流过的点为前点，后流过的点为后点；例如，管道编码为[A][B]，则表明水流在管道[A][B]中是由监测点A流向监测点B。

基于上述的监管模型，从数据采集系统获取管网中各压力传感器所测得的实时压力值，参考图2，按照以下步骤进行处理：

步骤11、调取管网的管网压力偏差限值r、压差限值mr、爆管压力设定值br、渗漏压差临界值sr；调取该管网的监管模型；

步骤12、调取t时刻各监测点的压力值，得到t时刻各监测点的压力值P_A、P_B、……；

步骤13、从步骤12获取的多个实时压力值中调取第i个管道编码[a][b]以及定义出该管道编码[a][b]的两个相邻监测点a、b的压力值P_a、P_b，并执行步骤S4；其中，在编码为[a][b]的管道中，水流向为由监测点a流向监测点b，其中i的初始值为1(即从管道编码数组中第1个元素开始顺序执行)，此处的管道编码[a][b]是代号，并不代表具体的某条管道编码，当i＝1时，则将管道编码数组中的第一个元素[A][B]赋予[a][b]，表明当前是执行具体的第1条管道[A][B]的数据处理；

步骤14、判断监测点a、b的压力值P_a和P_b是否满足：KP-r≤P_a≤KP+r且KP-r≤P_b≤KP+r且|P_a-P_b|≤mr，若是，生成第一类提示(例如提示管道[a][b]正常)以表明编码为[a][b]的管道正常并执行步骤17；若否，执行步骤15；其中KP为工程需求的管网标准压力。

步骤15、判断监测点a的压力值P_a是否大于br且监测点b的压力值P_b是否为0，若是，生成第二类提示(例如管道[a][b]发生爆裂/爆管)以表明编码为[a][b]的管道有爆裂并执行步骤17；若否，执行步骤16；

步骤16、判断监测点a、b的压力值P_a和P_b是否满足|P_a-P_b|≥sr，若是，生成第三类提示(例如管道[a][b]渗漏严重)以表明编码为[a][b]的管道渗漏严重并执行步骤17；若否，生成第四类提示例如编码为[a][b]的管道压力异常请检查泵送系统，然后执行步骤17；

步骤17、判断当前i值是否等于n，若是，则表明t时刻所有管道的判断已经完成，可以针对下一时刻进行步骤12至17的处理流程；若否，则i＝i+1(用i+1更新i值)并返回步骤13，即针对管道编码数组中的下一元素执行步骤13至17的循环，例如，i值更新为2，对第2条具体的管道编码[B][D]执行步骤13至17的数据处理。

需要说明，上述所列举的管网模型并不构成对本发明保护范围的限制，本发明的方法还适用于更加复杂的树形结构供水管网的在线监管。

基于本发明的上述具体实施方式所提供的在线监管方法，能够对码头供水管网进行实时监控，通过简单的数据处理流程即可判断管网中各管道的情况，对于出现异常的情况能够及时反馈和定位异常点，从而及时给维护人员提供问题所在位置以便维护。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种码头供水管网在线监管方法，其特征在于：包括：

S1、对供水管网以及部署于供水管网中的压力监测点建立监管模型，并赋予所述监管模型中的每个监测点一个监测点编码，且由每两个相邻监测点的所述监测点编码定义该两个相邻监测点之间的管道的管道编码；

S2、获取一预定时刻所有监测点的实时压力值；

S3、从步骤S2获取的多个实时压力值中调取第i个管道编码[a][b]以及定义出该管道编码[a][b]的两个相邻监测点a、b的压力值P_a、P_b，并执行步骤S4；其中，在编码为[a][b]的管道中，水流向为由监测点a流向监测点b，其中i的初始值为1；

S4、判断P_a、P_b是否满足以下条件：KP-r≤P_a≤KP+r且KP-r≤P_b≤KP+r且|P_a-P_b|≤mr，若是，生成第一类提示以表明编码为[a][b]的管道正常，并执行步骤S7；若否，执行步骤S5；其中：KP为管网标准供水压力、r为预先设定的管网压力偏差限值、mr为预先设定的压差限值；

S5、判断P_a是否大于br且P_b是否为0，若是，生成第二类提示以表明编码为[a][b]的管道有爆裂，并执行步骤S7；若否，执行步骤S6；其中：br为预先设定的爆管压力设定值；

S6、判断P_a、P_b是否满足条件|P_a-P_b|≥sr，若是，生成第三类提示以表明编码为[a][b]的管道渗漏严重，并执行步骤S7；若否，生成第四类提示以表示编码为[a][b]的管道压力异常并提示用户检查泵送系统，并执行步骤S7；其中：sr为预先设定的渗漏压差临界值；

S7、判断当前i值是否等于n，若否，i＝i+1并返回步骤S3；若是，执行步骤S2以获取另一时刻所有监测点的实时压力值；

其中，br、mr、sr均为正值，n为管道编码总个数。